电机拖动_第二章ppt课件

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1、第五节感应电动势和电磁转矩的计算一、感应电动势的计算一个匝数为的元件中感应电动势的平均值为：Ce=pZ/60a为一个常数，称为电动势常数若不计饱和影响，有其中:Kf为比例常数Ω为机械角速度每条支路串联的元件数是S/2a，支路电动势平均值绕组的全部有效导体数为Z=2SNy二、电磁转矩的计算电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。电枢表面任一点处载流导体上的电磁转矩为若元件数为S，电枢表面dx段元件边数2sdx/(πDa),dx段电流产生的电磁转矩其中为电机的转矩常数，有一个极距内导线电流产生的电磁转矩为绕组的全

2、部有效导体数为Z=2SNy；电枢总电流为Ia=2aia感应电动势性质:发电机——电源电势(与电枢电流同方向)；电动机——反电势(与电枢电流反方向)。电磁转矩性质:发电机——制动(与转速方向相反)；电动机——驱动(与转速方向相同)。电磁转矩也可以表示为其中Gaf=CTKf还可以得到下列关系（二）转矩平衡方程式对于电动机，稳态运行时其中T2为负载制动转矩，T0为空载损耗转矩,对于发电机，其中T1为原动机拖动转矩。稳态运行时为惯性转矩。根据牛顿定律，机械系统中任何瞬间转矩必须保持平衡。发电机：电动机：电机效率：(三)功率方程电枢铜耗电刷接触损耗励磁损耗机械损耗铁

3、心损耗附加损耗空载损耗可变损耗不变损耗二、直流电动机工作特性直流电动机的工作特性指端电压U=UN,电枢回路无外加电阻，励磁电流If=IfN，电动机的转速n、电磁转矩Tem和效率η三者与输出功率P2之间的关系。实际中的工作特性表示为：n、Tem、η=f(Ia)直流电动机的基本方程二、直流电动机工作特性（一）并励直流电动机的工作特性1.转速特性忽略电枢反应的去磁作用，转速与电枢电流按线性关系变化。当U=UN,If=IfN时，n=f(Ia)的关系曲线n0：理想空载转速实际的直流电机磁路总是设计得比较饱和，Fa有去磁效应。为保证电动机稳定运行，在设计电机时，权衡电

4、枢回路中的电阻压降和电枢反应去磁作用这两个因素，使并励直流电动机具有略为下降的特性。若不计电枢反应，气隙磁通不变当U=UN,If=IfN时，Tem=f(Ia)的关系曲线2.转矩特性Tem与Ia成正比，为过原点的一条直线；实际电动机中，电枢反应的去磁作用。但一般情况下，并励电动机的转矩特性仍然接近一条直线。3、效率特性当U=UN,If=IfN，η=f(Ia)的关系曲线即不变损耗＝可变损耗时，效率最大，此结论有普遍意义。电机最大效率约在80％负载左右。（二）串励直流电动机的工作特性电动势平衡方程式电动势公式转矩平衡方程式转矩公式Rfc为串励绕组电阻Kf为主磁通

5、与励磁电流比例系数转速特性当电枢电流为零时，电机转速趋于无穷大，所以串励电动机不允许在空载或轻载下运行。转矩特性效率特性与并励电动机相似电磁转矩以高于电流一次方的比例增加。它保证了在同样大小的起动电流下能得到比并励电动机更大的起动转矩。（三）复励直流电动机的工作特性1）工作特性介于并励、串励之间；2）积复励（差复励）既无空载飞速危险，又保持串励机启动转矩较大的优点；3）一般多用积复励（以转速特性为例）。以并励磁势为主——特性接近并励；以串励磁势为主——特性接近串励。1、并励2、积复励3、串励[例2-1]一台他励直流电动机的额定数据为：电枢绕组的电阻，电刷接

6、触压降设电动机原来在额定转速和额定负载下运行，在负载的总制动转矩（包括损耗转矩）保持不变的情况下，试求（1）在电枢回路中突然串入电阻RΩ=0.0743Ω,求串入电阻最初瞬间和达到稳定时的电枢电流和转速分别是多少？（2）减少电动机的励磁电流，使磁通Φ减少10%，当达到稳定时的电枢电流和转速分别是多少？解（1）电枢回路中突然串入电阻RΩ最初瞬间稳态时（2）磁通Φ减少为原来的0.9三、直流发电机的工作特性a)他励直流发电机b)并励直流发电机c)复励直流发电机（一）空载运行1、空载特性他励直流发电机被原动机拖动至n=nN，励磁绕组端加上励磁电压Uf,调节励磁电流I

7、f0,使发电机空载端电压U0=(1.1～1.3)UN,再调节Rf使If降回到零，得出空载特性曲线U0=f(I0)。此曲线分为上下两支，一般取其平均值（虚线）。n不同，空载曲线不同，一般用nN时的曲线；曲线反应电机的饱和程度，或磁通与磁势关系；若换个坐标就是电机的磁化曲线2并励和复励直流发电机空载电压的建立自励电压建立的三个条件：1）电机必须有剩磁；2）励磁绕组并联到电枢的极性必须正确；3）励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻。当发电机由原动机拖动至额定转速时，由于电机磁路中有一定剩磁，发电机两端将产生一个不大的剩磁电压，在励磁绕组中产生一个不大的励磁电流

8、。如果励磁绕组接法正确，即励磁磁场方向与电机剩磁方向相同，从而使电